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Le glutamate monosodique, également appelé glutamate de sodium, est un sel de sodium de l'acide glutamique.
On le trouve naturellement dans certains aliments, notamment les tomates et le fromage, sous sa forme d'acide glutamique. Il est utilisé en cuisine comme exhausteur de goût, intensifiant la saveur umami des aliments, à l'instar du glutamate naturellement présent dans les ragoûts et les soupes de viande.
Le glutamate monosodique a été extrait pour la première fois en 1908 par le biochimiste japonais Kikunae Ikeda, qui cherchait à isoler et à reproduire la saveur savoureuse du kombu, une algue comestible utilisée comme ingrédient du bouillon (dashi) dans la cuisine japonaise.
CAS : 142-47-2
Formule formule brute : C5H10NNaO4
Masse molaire : 171,13
EINECS : 205-538-1
Synonymes : L-glutamate monosodique monohydraté, acide L-2-aminopentanedioïque, L-glutamate de sodium ; L-(+)glutamate de sodium ; L-glutamate monosodique ; GMS (glutamate monosodique) ; L-glutamate de sodium hydraté ; glutamate de sodium monohydraté ; vetsin ; zeste
Le glutamate monosodique contribue également à équilibrer, harmoniser et arrondir la perception des autres saveurs.
Le glutamate monosodique, associé aux ribonucléotides disodiques, est couramment utilisé et présent dans les bouillons cubes, les soupes, les ramen, les sauces, les ragoûts, les condiments, les amuse-gueules salés, etc.
Il s'agit d'une forme optiquement active de glutamate monosodique de configuration L.
La FDA (Food and Drug Administration) américaine a attribué au glutamate monosodique la désignation GRAS (Generally Recognized As Safe).
Une idée reçue répandue veut que le glutamate monosodique puisse provoquer des maux de tête et autres désagréments, un phénomène connu sous le nom de « syndrome du restaurant chinois ».
Plusieurs études en double aveugle n'ont montré aucun effet de ce type lorsque le glutamate monosodique est consommé à des concentrations normales, et leurs résultats restent non concluants lorsqu'il est ajouté à du bouillon à forte concentration.
L'Union européenne classe le glutamate monosodique comme additif alimentaire autorisé dans certains aliments, sous réserve de limites quantitatives.
Le glutamate monosodique porte le code SH 2922.42 et le numéro E 621. Le glutamate monosodique possède une saveur unique, appelée « umami », différente des quatre saveurs fondamentales : sucré, salé, acide et amer.
Il est largement utilisé comme exhausteur de goût à travers le monde.
Le glutamate monosodique n'agit pas directement sur le goût, mais sur la complexité des saveurs, notamment dans les sauces, les viandes, les volailles et autres préparations.
Il est également utilisé pour rehausser le goût du tabac et pour traiter le coma hépatique.
En tant que sel d'acide aminé, le glutamate monosodique est sans danger pour son utilisation et sa concentration dans les cosmétiques, tels que les produits de soin de la peau.
Le glutamate monosodique est l'exhausteur de goût le plus connu et le plus utilisé.
En 1866, le chimiste allemand Ritthausen isola l'acide glutamique.
Plus tard, un autre chimiste transforma cet acide en un sel de sodium : le glutamate monosodique.
Lors de leurs travaux, aucun des deux ne s'intéressait particulièrement à la saveur.
Plus de quarante ans plus tard, en 1908, un chimiste japonais de l'Université de Tokyo, le Dr Kikunae Ikeda, découvrit les propriétés exhaustrices de goût du glutamate monosodique (GMS).
Le Dr Ikeda s'était donné pour mission de comprendre pourquoi et comment une certaine algue, la Laminaria japonica, influençait la saveur des aliments.
Les cuisiniers japonais utilisaient cette algue depuis des siècles pour rehausser le goût des soupes et de certains autres plats.
Le Dr Ikeda découvrit que le composant de l'algue responsable de cette propriété était le GMS, et que le glutamate monosodique possédait la capacité exceptionnelle d'intensifier la saveur de nombreux aliments riches en protéines.
Après avoir isolé le GMS, le Dr Ikeda mit au point un procédé d'extraction de ce composé à partir de la farine de blé et d'autres farines.
En collaboration avec la société chimique japonaise Suzuki & Co., il supervisa la construction d'une usine et, en tant qu'associé, lança la production commerciale de glutamate monosodique (GMS) en 1909.
Plusieurs tentatives de production de glutamate monosodique eurent lieu aux États-Unis dans les années qui suivirent, mais ce n'est que dans les années 1940 que la production à grande échelle commença dans ce pays.
En 1968, la production américaine atteignait 46 millions de livres par an.
Les derniers chiffres de production (1987) faisaient état de 18,6 millions de livres par an.
Propriétés aromatiques et exhausteurs de goût.
On a longtemps pensé que le glutamate monosodique avait un goût légèrement carné, ce qui, selon certains, contribuait à sa capacité à intensifier la saveur d'autres aliments, notamment ceux riches en protéines.
On a toutefois découvert que le glutamate monosodique (GMS) était en réalité dû à des contaminants présents dans le glutamate brut, et que lorsque ces contaminants étaient fortement réduits, la saveur caractéristique était également considérablement atténuée.
Le GMS n'est pas sans saveur.
À des concentrations suffisamment élevées, ou utilisé seul, le glutamate monosodique possède un goût propre, parfois décrit comme aigre-doux.
Certains estiment d'ailleurs que le glutamate monosodique n'est rien de plus qu'un assaisonnement qui agit en se combinant aux saveurs des aliments auxquels il est ajouté et en les intensifiant.
Cependant, réduire le glutamate monosodique à un simple exhausteur de goût serait une vision trop simpliste.
Lorsqu'il est ajouté aux aliments, plusieurs caractéristiques aromatiques spécifiques sont rehaussées : l'intensité, la richesse, la persistance, la sensation en bouche, la douceur et la complexité.
Le glutamate harmonise également la large palette de saveurs présentes dans les sauces, les soupes et les plats mijotés, favorisant une perception gustative riche et harmonieuse.
La saveur umami du glutamate est aux tomates, au fromage et à la viande ce que le sucré est au sucre, l'acidité au citron, le salé aux anchois et l'amertume au café. De même que chaque aliment possède une saveur distinctive, les aliments riches en glutamate ont une saveur fondamentale et indépendante.
En Chine et au Japon, cette saveur indépendante est désignée par le concept de Xian-Wei (Chine) et d'Umami (Japon).
Les recherches actuelles ont identifié plus de 40 substances umami, dont le glutamate est la plus courante.
En effet, l'umami fait partie intégrante des cuisines du monde entier et est décrit par les Occidentaux comme « savoureux », « rappelant un bouillon » et « évoquant la viande ».
Production.
Le glutamate monosodique est généralement produit par fermentation à partir de glucose (souvent de la mélasse).
Une fois le glucose transformé en acide glutamique, ce dernier est filtré, dissous et converti en glutamate monosodique par neutralisation avec de l'hydroxyde de sodium.
La solution de glutamate monosodique est ensuite décolorée.
Le glutamate monosodique est enfin cristallisé, séché, tamisé, conditionné et expédié.
L'acide L-glutamique, sel monosodique, plus communément appelé glutamate monosodique (GMS), est un sel de sodium de l'acide aminé L-glutamique.
Le glutamate monosodique se présente sous forme de poudre cristalline blanche, très soluble dans l'eau, qui confère une saveur umami savoureuse, ce qui en fait un exhausteur de goût populaire dans les aliments.
Le glutamate monosodique est reconnu pour sa capacité à rehausser la saveur de divers plats sans ajouter de calories de manière significative.
Chimiquement, le glutamate monosodique contient un groupe carboxyle et un groupe amine, ce qui en fait un dérivé d'acide aminé.
Le glutamate monosodique est généralement reconnu comme sûr (GRAS) par les autorités de sécurité alimentaire lorsqu'il est consommé en quantités alimentaires habituelles.
Cependant, certaines personnes peuvent présenter une sensibilité au glutamate monosodique, entraînant des symptômes souvent désignés sous le terme de « syndrome du restaurant chinois ».
Outre ses utilisations culinaires, le glutamate monosodique est également utilisé dans l'industrie alimentaire pour ses propriétés de conservation et intervient dans divers processus biochimiques de l'organisme, notamment la neurotransmission.
Le glutamate monosodique est un composé polyvalent aux applications importantes en sciences alimentaires et en biochimie.
Propriétés chimiques du glutamate monosodique
Point de fusion : 232 °C
α : α₂₀ -3,5° (solution à 10 % dans HCl 5 N) ; α₂₀ +25,16° (10 g de glutamate monosodique/100 ml de HCl 2 N)
Densité : α₂₀ (solution aqueuse saturée) : 1,620
Indice de réfraction : α₂₀ -25° (C=10, HCl 2 mol/L)
FEMA : 2756 | GLUTAMATE MONOSODIQUE
Température de stockage : Conserver à l’abri de la lumière, sous atmosphère inerte, à température ambiante
Solubilité : Soluble dans l’eau ; peu soluble dans l’éthanol (95 %). Forme : poudre
Couleur : blanc à blanc cassé
Odeur : inodore
Source biologique : synthétique
Solubilité dans l'eau : ≥ 10 g/100 mL à 20 °C
Merck : 6254
Stabilité : hygroscopique
Fonctions des ingrédients cosmétiques : parfum
soin de la peau
soin des cheveux
InChI : 1S/C5H9NO4.Na/c6-3(5(9)10)1-2-4(7)8;/h3H,1-2,6H2,(H,7,8)(H,9,10);/q;+1/p-1/t3-;/m0./s1
InChIKey : LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M
LogP : -1,44
Référence CAS : 142-47-2
Système d'enregistrement des substances de l'EPA : glutamate monosodique (142-47-2)
Propriétés chimiques
Le glutamate monosodique est généralement disponible sous forme de monohydrate, une poudre cristalline blanche et inodore.
Ce solide contient des cations sodium Na⁺ et des anions glutamate sous forme zwitterionique, −OOC-CH(NH₃)₂-(CH₂)₂-COO⁻.
En solution, le glutamate monosodique se dissocie en ions glutamate et sodium.
Le glutamate monosodique est très soluble dans l'eau, mais il n'est pas hygroscopique et est insoluble dans les solvants organiques courants (comme l'éther).
Le glutamate monosodique est généralement stable dans les conditions de transformation des aliments.
Le glutamate monosodique ne se décompose pas à la cuisson et, comme les autres acides aminés, il subit une réaction de Maillard (brunissement) en présence de sucres à très haute température.
Le glutamate monosodique, exhausteur de goût le plus connu et le plus utilisé, est pratiquement inodore et peut avoir une saveur légèrement sucrée ou salée.
L'ajout de glutamate monosodique aux aliments rehausse plusieurs caractéristiques aromatiques spécifiques, telles que l'intensité, la richesse, la persistance, la sensation en bouche, la douceur et la complexité.
Pour une description détaillée de ce composé, se référer à Burdock (1997).
Le glutamate monosodique se présente sous forme de cristaux blancs fluides ou de poudre cristalline.
Le glutamate monosodique est pratiquement inodore et possède un goût rappelant la viande.
Le glutamate de sodium est un acide aminé aux propriétés revitalisantes pour la peau, masquant les odeurs et revitalisantes pour les cheveux.
Exhausteur de goût alimentaire à une concentration d'environ 0,3 %.
Utilisation : Le glutamate monosodique pur aurait un goût très désagréable jusqu'à ce qu'il soit associé à un arôme savoureux. La principale fonction sensorielle du glutamate monosodique (GMS) est attribuée à sa capacité à rehausser la saveur des composés actifs responsables du goût lorsqu'il est ajouté à la concentration appropriée.
La concentration optimale varie selon l'aliment ; dans un bouillon clair, le plaisir gustatif diminue rapidement dès l'ajout de plus d'un gramme de GMS pour 100 ml.
La teneur en sodium (en pourcentage massique) du GMS, soit 12,28 %, représente environ un tiers de celle du chlorure de sodium (39,34 %), en raison de la masse plus importante de l'ion glutamate.
Le reste, soit 87,72 %, est constitué d'acide glutamique.
Bien que d'autres sels de glutamate aient été utilisés dans les soupes à faible teneur en sel, ils sont moins agréables au goût que le GMS.
Les additifs alimentaires ribonucléotidiques, l'inosinate disodique (E631) et le guanylate disodique (E627), ainsi que le sel de table, sont généralement utilisés avec des ingrédients contenant du glutamate monosodique, car ils semblent avoir un effet synergique. Le « super sel » est un mélange de 9 parts de sel, 1 part de glutamate monosodique (GMS) et 0,1 part de ribonucléotides disodiques (un mélange d'inosinate disodique et de guanylate disodique).
Applications pharmaceutiques
Le glutamate monosodique est utilisé dans les préparations pharmaceutiques orales comme tampon et exhausteur de goût.
Par exemple, associé au sucre, il améliore le goût amer des médicaments et atténue le goût métallique des liquides contenant du fer.
Le glutamate monosodique est également utilisé dans les vaccins vivants administrés par voie sous-cutanée, comme le vaccin vivant contre la rougeole, les oreillons, la rubéole et le virus varicelle-zona (ProQuad).
Cependant, son utilisation la plus répandue est comme exhausteur de goût dans les produits alimentaires.
On en utilise généralement de 0,2 à 0,9 % dans les aliments normalement salés, bien que certains produits, comme les protéines de soja, puissent en contenir de 10 à 30 %. L'utilisation du glutamate monosodique dans les produits alimentaires a suscité la controverse en raison du nombre apparemment élevé d'effets indésirables qui lui sont attribués, à l'origine du « syndrome du restaurant chinois ».
Le consensus actuel est qu'il n'existe aucune preuve cliniquement convaincante suggérant que le glutamate monosodique soit nocif aux concentrations actuellement utilisées dans les aliments.
Production
Le glutamate monosodique a été produit selon trois méthodes : l'hydrolyse des protéines végétales par l'acide chlorhydrique pour rompre les liaisons peptidiques (1909-1962) ; la synthèse chimique directe à partir d'acrylonitrile (1962-1973) ; et la fermentation bactérienne (méthode actuelle).
Le gluten de blé était initialement utilisé pour l'hydrolyse car le glutamate monosodique contient plus de 30 g de glutamate et de glutamine pour 100 g de protéines.
Face à la demande croissante de glutamate monosodique, la synthèse chimique et la fermentation ont été étudiées. L'industrie des fibres polyacryliques a débuté au Japon au milieu des années 1950, et l'acrylonitrile a été adopté comme matière première pour la synthèse du glutamate monosodique (GMS).
Depuis 2016, la majeure partie du glutamate monosodique produit dans le monde l'est par fermentation bactérienne, selon un procédé similaire à la fabrication du vinaigre ou du yaourt.
Du sodium est ajouté ultérieurement pour neutraliser le GMS.
Lors de la fermentation, des bactéries du genre Corynebacterium, cultivées avec de l'ammoniaque et des glucides issus de la betterave sucrière, de la canne à sucre, du tapioca ou de la mélasse, excrètent des acides aminés dans un bouillon de culture à partir duquel le L-glutamate est isolé.
Kyowa Hakko Kogyo (actuellement Kyowa Kirin) a développé un procédé de fermentation industrielle pour la production de L-glutamate.
Le rendement de conversion et la cadence de production (des sucres en glutamate) continuent de progresser dans la production industrielle de glutamate monosodique, répondant ainsi à la demande.
Après filtration, concentration, acidification et cristallisation, le produit est composé de glutamate, d'ions sodium et d'eau.
Préparation
Le glutamate monosodique est généralement produit par fermentation à partir de glucose (souvent de mélasse).
Une fois le glucose transformé en acide glutamique, celui-ci est filtré, dissous et converti en glutamate monosodique par neutralisation avec de l'hydroxyde de sodium.
La solution de glutamate monosodique est ensuite décolorée, cristallisée, séchée, tamisée, conditionnée et expédiée.
Méthodes de production
Le glutamate monosodique est le sel monosodique de l'acide glutamique, forme L naturelle.
Le glutamate monosodique est généralement produit par fermentation de sources de glucides telles que la mélasse de betterave sucrière.
En Europe et aux États-Unis, les produits dérivés de la betterave sucrière sont généralement utilisés.
M 452 Glutamate monosodique. D'autres sources de glucides, comme la canne à sucre et le tapioca, sont utilisées en Asie.
Synthèse
La production industrielle d'acide glutamique est principalement réalisée sous forme de glutamate monosodique (GMS), principalement par fermentation microbienne.
Ce procédé a remplacé les méthodes plus anciennes telles que l'hydrolyse des protéines et la synthèse chimique.
Dans cette méthode de production moderne et efficace, des souches bactériennes spécifiques, telles que Corynebacterium glutamicum, sont cultivées dans de grands fermenteurs à partir de glucides comme la canne à sucre, la betterave sucrière ou la mélasse.
Ces bactéries sécrètent de l'acide glutamique dans le milieu de culture. Après fermentation, l'acide glutamique est séparé, purifié, puis neutralisé avec de l'hydroxyde de sodium, donnant finalement le produit final : le glutamate monosodique (GMS).
